(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタクリル酸メチル単位１０〜４０重量％、メタアクリル酸単位２〜２０重量％及びスチレン単位４０〜８８重量％の割合で構成され、重量平均分子量の範囲が８００００〜３０００００である共重合樹脂１００重量部に対して、光拡散剤０．１〜１０．０重量部配合してなることを特徴とする光拡散板用樹脂組成物。
【請求項２】
光拡散剤が部分的に架橋したシロキサン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子又は炭酸カルシウムであり、粒径が１〜１０μｍである請求項１記載の光拡散板用樹脂組成物。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光拡散板用樹脂組成物を、溶融押出成形又は射出成形により厚さ０．５〜３ｍｍの板状に成形したことを特徴とする光拡散板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高耐光、高耐熱、低吸水、高輝度、高光拡散である光拡散板及びそれに使用される樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂を主材料とする光拡散透過性を有する光拡散板は、均一な輝度面が得られる。このため、光拡散板は、照明カバー、内部照明式看板、透過型ディスプレイなどの用途に広く用いられている。近年では、液晶ディスプレイあるいは液晶テレビの直下型バックライト用の面光源体としての光拡散板の需要が伸びている。
【０００３】
光拡散板は、上記の機能を最適に発揮するために、光線をできる限り直進させることなく散乱させるとともに、できる限り散乱による光透過損失を抑えることが求められる。
【０００４】
このような要求特性を発現させる光拡散板を得るために、透明樹脂に炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化ケイ素、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機系粒子を添加する方法、スチレン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子、シロキサン系重合体粒子などの部分的に架橋したポリマー微粒子を添加する方法、あるいはこれらを併用する方法により、添加物によって光を散乱させる手法が採用されてきた（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
光拡散板に用いられる透明樹脂として、アクリル樹脂、ポリカーボネート、そしてメタクリル酸メチル‐スチレン共重合樹脂等が挙げられるが、これらは、耐熱性、硬度、吸水性の面で満足する物性を有していない。また、特許文献４、５では、スチレンとメタクリル酸の共重合樹脂に拡散剤を配合する手法が開示されており、耐熱性の向上に関しては改善されてきているが、スチレン系樹脂が主成分であるため、耐光性に劣り、別途紫外線吸収層を設けるなどの手法が併用されている。
【０００６】
【特許文献１】特許３１９５５４３公報
【特許文献２】特許３１９５５４４公報
【特許文献３】特許２５１２５４４公報
【特許文献４】特開２００６−１２４５２２号公報
【特許文献５】特開２００７−２１９４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近、液晶ディスプレイあるいは液晶テレビの部材特性の向上が図られている中、アクリル樹脂を用いた光拡散板は高吸水性を有するため、バックライト点灯時の反りが問題となっている。
【０００８】
また、ディスプレイ使用中、バックライトが発熱するため、その直上にある光拡散板には耐熱性も求められる。しかし、従来のアクリル樹脂は、その特性を満足するものではない。
【０００９】
さらには、耐熱スチレン樹脂は吸水性と耐熱性を改善するために有効であるが、耐光性が劣り、長期のバックライトの照射で着色や機械物性の低下が発生し、ディスプレイとした時の色むらやワレが発生する。
【００１０】
上記のように従来の光拡散板は、高耐光、高輝度、高光拡散、低吸水を必要とする光拡散板としての機能を十分に満足するものではない。
【００１１】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高耐光、高耐熱、高低吸水、高輝度、高光拡散である光拡散板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者は、鋭意検討した結果、特定の組成を有するメタクリル酸メチル／メタクリル酸／スチレン共重合樹脂と拡散剤からなる光拡散板用樹脂組成物を用いることにより成形された光拡散板が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
本発明に係る光拡散板用樹脂組成物は、メタクリル酸メチル単位１０〜４０重量％、メタアクリル酸単位２〜２０重量％及びスチレン単位４０〜９２重量％の割合で構成され、重量平均分子量の範囲が８００００〜３０００００である共重合樹脂１００重量部に対して、光拡散剤０．１〜１０．０重量部配合してなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は上記光拡散板用樹脂組成物を溶融押出成形又は射出成形により、厚さ０．５〜３ｍｍの板状に成形された光拡散板に関する。
【００１５】
本発明の光拡散板用樹脂組成物に使用する共重合樹脂は、完全混合型反応器を用いた連続塊状重合法又は連続溶液重合法を利用することが組成や分子量の均一性と良好な外観を保持する上から望ましいが、バッチ式の塊状又は溶液重合でも可能である。重合時には開始剤を存在させることが好ましく、開始剤としては、通常のラジカル重合に使用する過酸化物及び／又はアゾ化合物が使用可能である。また、分子量を調節するためにアルキルメルカプタンのような連鎖移動剤を適量添加しても差し支えない。重合終了後は、常法により脱揮、ペレット化等の処理を行って本発明の光拡散板用樹脂組成物に使用する共重合樹脂を得ることができる。
【００１６】
共重合樹脂を構成する単位として、メタクリル酸メチル単位を１０〜４０重量％、好ましくは１０〜２５重量％含み、メタアクリル酸単位を２〜２０重量％、好ましくは４〜１５重量％含み、スチレン単位を４０〜８８重量％、好ましくは５５〜６０重量％含む。メタクリル酸メチル単位の割合が１０重量％未満であると耐光性能が劣り、４０重量％を超えると高吸湿性を有するため、反りが起きやすい材料となる。メタアクリル酸単位の割合が２重量％未満であると耐熱性が低すぎ、２０重量％を超えると重合時に架橋によるゲル発生量が過剰で表面にハシリのあるシートとなりやすい。また、スチレン単位の割合が４０重量％未満であると高吸湿性を有するため、反りが起こりやすい材料となり、８８重量％を越えると耐熱性が低くなる。
【００１７】
共重合樹脂の分子量は、重量平均分子量として８００００〜３０００００の範囲とする。重量平均分子量が８００００未満であると流動性が高くなりすぎて、厚みムラのあるシートとなってしまう。また、重量平均分子量が３０００００を超えると流動性が低くすぎるため、成形困難となる。
【００１８】
また、この共重合樹脂のメルトフローレートは、０．５〜３．０g/10minの範囲とすることがよい。好ましくは１．０〜２．５g/10minである。メルトフローレート３．０g/10minより高くなると厚みムラのあるシートとなってしまう。メルトフローレート０．５g/10min未満になると流動性が低すぎるため、成形困難となる。
【００１９】
また、この共重合樹脂のビカット軟化温度は、１０３℃以上、好ましくは１０５〜１３０℃であることがよい。ビカット軟化温度１０３℃未満であるとバックライトの発熱に対する耐熱性が低いため、基材の変形等が発生しやすくなる。
【００２０】
また、この共重合樹脂は、吸水率０．３０％以下、好ましくは０．２５％以下であることがよい。吸水率０．３０％を超えると吸水による反りの問題が発生しやすくなる。
【００２１】
原料モノマーとしては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸及びスチレンを含む原料が使用される。これらの使用割合は、メタクリル酸メチル単位、メタクリル酸単位及びスチレン単位が上記割合となる共重合樹脂が得られるように重合性を考慮しながら使用する。なお、共重合樹脂は透明度を高くするように製造する。この原料モノマーの使用割合と共重合樹脂中の各構成単位の割合はほぼ対応する。
【００２２】
また、この共重合樹脂には、本発明の目的を外れない範囲で、少量の他の構成単位を存在させることができる。このような構成単位を与える単量体として、スチレンの他、置換スチレン類の１種以上を組み合わせて用いることもできる。該置換スチレン類としては、例えばクロロスチレン、ブロモスチレンのようなハロゲン化スチレン類、ビニルトルエン、α−メチルスチレンのようなアルキルスチレン類などが挙げられる。更に、メタクリル酸メチル以外の（メタ）アクリル酸エステル類の１種以上を組み合わせて用いることもできる。（メタ）アクリル酸エステル類としては、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸オクタデシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸オクタデシル、メタクリル酸２−エチルヘキシルなどのようなメタクリル酸エステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸２−エチルヘキシルなどのようなアクリル酸エステル類などが挙げられる。
【００２３】
本発明に係る光拡散板用樹脂組成物は、共重合樹脂１００部（重量部）に対して光拡散剤を０．１〜１０．０部、好ましくは０．２〜５．０部存在させるように配合して得られる。配合量が０．１部未満であると光源の隠蔽性に欠けるため、バックライト光源のイメージに起因する輝度ムラの目立つ光拡散板となる。１０．０部を超えると透過光量が不十分なため、明るさの不足した光拡散板となる。
【００２４】
光拡散剤としては、公知の微粒子を使用することができるが、好ましくは粒径１〜１０μｍの部分的に架橋したシロキサン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子又は炭酸カルシウムである。これらの拡散剤は１種のみを使用しても、数種を使用してもよい。また、その他の拡散剤として、硫酸バリウム、酸化チタン、酸化ケイ素、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどの無機系粒子やスチレン系重合体粒子を併用することもできるが、光拡散剤の５０重量％未満にとどめることがよい。
【００２５】
共重合樹脂と光拡散剤の混合は公知の方法で均一混合物となるように行うことができる。このようにして得られる光拡散板用樹脂組成物は、有利には押出成形又は射出成形して厚さ０．５〜３mmの板状に成形する。厚さが０．５mm未満であると、バックライト用拡散板としての強度の確保が困難となり、厚さが３mmを越えると、拡散板重量が大きくなるため、大型化、薄型化への対応が困難となる。これを、そのまま又は所定サイズに切断又は表面処理等をして、本発明に係る光拡散板とする。しかし、その製造方法は、本発明の目的を満足できれば、特に限定されるものではない。
【００２６】
本発明の光拡散板は、上記光拡散板用樹脂組成物から構成されていれば、単一の層で構成されてもよいし、二層以上の多層で構成されてもよい。
【００２７】
本発明の光拡散板は、メタクリル酸メチル／メタクリル酸／スチレンの三元系共重合樹脂と拡散剤を使用することで、高耐光、高耐熱、高低吸水、高輝度、高光拡散等の物性を実現するものであるが、この目的を著しく阻害しない範囲であれば、必要に応じて、帯電防止剤、酸化防止剤、難燃剤、光安定剤、紫外線吸収剤、蛍光増白剤などの種々の添加剤を使用することもできる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の光拡散板は、光拡散性と光透過性のバランスが要求される用途、主として液晶ディスプレイあるいは液晶テレビの直下型バックライト用拡散板として用いられ、特に、大型、薄型化に伴い、高耐光、耐熱性、高硬度を要求される用途に好適である。そして、本発明に係る光拡散板用樹脂組成物から得られる光拡散板は、高耐熱、低吸水であり、耐光性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３０】
光拡散板用樹脂組成物に使用される共重合樹脂の物性の測定は、以下の方法により行なった。
（１）分子量
ゲルパーミエーションクロマトグラフィーを使用しポリスチレン換算の重量平均分子量を測定した。
（２）共重合体中の各単位組成
共重合体のメタクリル酸メチル単位とスチレン単位組成は熱分解型ガスクロマトグラフィーのモノマーの面積比より、また、メタクリル酸単位は電位差自動滴定装置で滴定し、各モノマー単位組成を算出した。
（３）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＪＩＳ  Ｋ‐７２１０に準拠して２００℃、5ｋｇ荷重で行なった。
（４）ビカット軟化温度（ＶＳＴ）
ＪＩＳ  Ｋ‐７２０６に準拠して行なった。
（５）吸水率
ＪＩＳ  Ｋ−７２０９に準拠して測定した。
【００３１】
光拡散板の物性評価は、以下の方法により行なった。
（１）全光線透過率
ＪＩＳ  Ｋ７１０５のＢ法に準拠して行なった。
（２）光拡散性
２ｃｍ間隔に冷陰極管４本を並べ、１０ｍｍ上に光拡散板サンプルを平行に固定し、目視により、光源である冷陰極管が透けていないものを○、透けているものを×で示した。
（３）輝度ムラ
２ｃｍ間隔に冷陰極管４本を並べ、１０ｍｍ上に光拡散板サンプルを平行に固定し、目視により、画面上で輝度が均一であるものは○、輝度ムラがあるものは×で示した。
（４）耐光性
メタルハライドランプを光源とした促進耐光性試験機を使用しフィルター：KF-1(透過波長領域；２９５~７８０nm) 、運転モード：連続照射、UV照度：７５mW/cm2、BP温度：
８０℃ 、槽内湿度：５０%RH 、スプレー：無い 、試験時間：２４時間、サンプル厚みは２ｍｍシートを使用した。耐光試験後のサンプルを分光型測色計を使用し透過光のΔEで評価した。
【００３２】
また、実施例及び比較例中で使用する略号は次の意味を有する。
ＭＭＡ：メタクリル酸メチル
ＭＡＡ：メタクリル酸
Ｓｔ：スチレン
開始剤：パーカドックス１２‐ＥＢ２０
【００３３】
参考例１〜9
原料モノマー及び重合開始剤を表１のポリマー組成になるように仕込み、反応温度１２０℃、５時間滞留条件下で、一槽型完全混合反応器と脱揮槽を連結した設備を用いて連続塊状重合、脱揮、ペレット化し、目的とする透明な共重合樹脂を得た。該樹脂を７５ｔ成形機（三菱重工製）により、樹脂温度２４０℃にて射出成形を行い、縦５０×横７５ｍｍ×厚さ４ｍｍの吸水率測定用プレート、縦１０×横１０ｍｍ×厚さ４ｍｍのＶＳＴ測定用試験片を得た。得られた共重合樹脂の組成を表１に記載する。表１において、共重合樹脂組成は、ＭＭＡ単位／ＭＡＡ単位／Ｓｔ単位である。
【００３４】
得られた樹脂の分子量並びに各種の物性について測定した結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
0005209283.tif 000002
【実施例】
【００３６】
実施例１〜３及び比較例１〜３
参考例にて作製した共重合樹脂と表２に示す拡散剤を二軸押出機にて混練、ペレット化した樹脂組成物とした。この樹脂組成物を、樹脂温度２２０℃にて押出成形して厚さ２ｍｍの光拡散板を作製した。得られた光拡散板の全光線透過率、光拡散性、輝度ムラについて表２に記載する。ここで使用したシロキサン系重合体粒子は平均粒径２μｍ、アクリル系重合体粒子は平均粒径１０μｍ、炭酸カルシウムは平均粒径１．８μｍである。なお、表２において、シロキサン系重合体粒子、アクリル系重合体粒子及び炭酸カルシウムは、それぞれシロキサン系、アクリル系及び炭カルと略記する。
【００３７】
【表２】
0005209283.tif 000003